智慧电厂与智能发电研究方向及关键技术

创新与实践ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＭＡＲＫＥＴ
Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．７，２０１９智慧电厂与智能发电研究方向及关键技术
张少男
（华润电力技术研究院有限公司，广东深圳５１８０００）
摘　要：智慧电厂的发展是融合了先进的信息技术、智能化技术、计算机技术、传感器技术、通信技术、数据库技术等，这也标志着电厂的发展逐渐走向智能化、信息化的道路。

对智慧电厂与智能发电关键技术进行研究，为提升电厂的运行水平提供可靠的帮助。

关键词：智慧电厂；智能发电；关键技术
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０１９．０７．０１９
　引言
近年来，智慧电厂与智能发电相关技术的普及，对推动电厂的智能化发展以及保证电厂安全可靠运行有着至关重要的作用。

当然其中也会涉及到多种发展要素，如各项技术的应用等，需要结合电厂的实际发展情况合理运用相关技术，将智能技术的作用最大化，提升电厂控制系统的水平。

　智慧电厂与智能发电研究方向
１．１　炉内燃烧智能控制
在电厂发展中，锅炉是非常关键的设备，炉内的燃烧直接影响到锅炉的运行效率，更关乎到发电厂的生产水平［１］。

在智慧电厂发展中，对锅炉的燃烧实施智能控制，主要利用先进的智能技术对炉内进行检测，并根据实际情况对其进行合理配置，例如炉内的参数分布、煤粉分配、排放分析等相关参数，不断对其各项参数进行优化，进而实现对炉内的燃烧进行智能控制。

例如将目标预测控制、机理检测技术、燃烧器煤种识别技术等先进技术整合并应用到电厂锅炉燃烧中，实现对炉内燃烧进行控制，提升炉内的燃烧水平，进而提升电厂的生产效率。

１．２　实现智能巡查
发电厂的运营为人们的生活、生产以及工作带来极大的帮助，而在发电厂运营的过程中可能受到外在或内部因素的影响存在一定的运行隐患，甚至会出现不同程度的运行故障。

面对这种情况，传统人力对发电厂巡查中，经常会忽视一些细节，也无法及时分析出发电厂运营所存在的风险隐患。

而智慧电厂的发展推动了电厂的发展逐渐走向智能化的发展方向，尤其是在巡查方面实现电厂的智能巡查目标［２］。

智能巡查主要是应用先进的技术并结合相关的硬件和软件，实现对电厂进行三维建模，通过三维空间定位的方式实现电厂各类信息的可视化，并将其与巡查机器人相结合，再加上图像识别技术、无线通信技术等技术的应用，不仅可以提升电厂巡查的智能化，同时能够针对电厂生产的各个细节进行巡查，通过各项参数的对比，及时发现电厂运营所存在的隐患以及故障等，并启动警报系统，有效降低风险隐患以及故障对电厂的影响。

１．３　电厂燃料信息的智能互动
在发电厂运行过程中需要进行各类信息的互动，并根据各项信息的实际情况对电厂整体的运行情况进行调整［３］。

燃料作为电厂运行的重要组成部分，其使用效率不仅关乎到电厂的生产效益，更关乎到电厂的生产成本。

例如电厂生产运行过程中所需要的煤燃料，需要对煤场的各项信息进行采集，并根据煤场的各类信息合理调整电厂的运营情况。

而由于煤场的空间面积较大，在对其进行信息采集的过程中因工作任务繁重、管理事项较多等因素，使得煤场信息采集、归档、整理存在一定的难度，尤其是在煤炭种类较多的情况下，更增加了配煤掺烧和适应性调整工作的难度。

而智慧电厂的发展有效解决了这类难题，特别是在信息可视化、图像识别等技术的应用下，能够根据煤场空间的信息实现对煤场的４Ｄ管理，结合电厂的实际运营情况不断对煤场空间布局进行优化和调整，更加强了煤场信息与锅炉信息的互动和交流，大大提高电厂煤种混烧的水平，进而推动电厂的可持续发展。

　智慧电厂与智能发电的关键技术
２．１　智能预警与诊断
在智能化技术飞速发展中，智慧电厂的发展也极为迅速，为保证电厂发电的可持续进行，应通过智能化技术的应用做好相关的智能预警与诊断，保证智慧电厂安全稳定运行。

一旦出现突发事故或隐患时，可及时采取有效的智能防护措施，将损失降至最低，保证智慧电厂的安全可靠运行。

例如在设备预警方式及智能化技术应用下，可以实现对设备的运行状态进行智能检测，及时发现设备运行中的潜在隐患，并通过数据分析确定问题隐患所在处，以便于及时对其进行处理。

另外，利用智能化技术可以实现对电厂发电运行的技术监控，并对电厂发电的能耗、负荷、燃料使用等情况进行全面的分析，及时发现能耗过多的问题，并有针对性的对其进行优化，从而提升电厂的智能化运行水平。

另外，在对燃料分析的过程中，可根据电厂燃料使用情况、热量等方面系数的全面分析，更全面地掌握燃料的燃烧情况，及时发现其中的隐患，实现对设备的智能预警与诊断，保证电厂设备运行的安全性、可靠性。

２．２　智能控制技术
智能控制技术是智慧电厂和智能发电研究的关键技术之一。

主要是利用先进的智能化控制技术实现对电厂运行的控制，不仅可以提高电厂运行的经济性、效益性，同时也能够实现对电厂运行优化的目标［５］。

智能控制技术在电厂中的应用可以实现对燃煤机组运行的控制，可有效规避电厂机组低负荷运
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技术与市场创新与实践２０１９年第２６卷第７期
行状态，提高电厂运行的效率。

同时，也可以对燃料燃烧情况进行全面的分析，并结合实际情况制定相关的燃烧优化策略，进而保证电厂机组运行的有效性。

例如在燃烧氧量、风门开度、燃料分配等方面的控制，可以通过建立相应的燃烧数字模型，不断优化机组锅炉的运行效率，进而保证锅炉燃烧的有效性。

此外，智能控制技术能够实现对煤质的在线检测，进一步明确每层燃烧器所需燃烧的煤种，提升机组锅炉的整体运行水平。

智能控制技术在电厂中的应用，能够实现对锅炉温度的智能控制，密切观察和监控锅炉燃烧过程中的温度，通过温度的控制可有效控制锅炉内燃料的使用。

例如可在过热温度产生变化时，操作器对热量控制系统，实现热量较少，降低燃料、热能损耗。

另外，智能控制技术能够实现对锅炉燃烧整个过程的智能控制，在大量的实践研究中发现，影响锅炉燃烧的因素有很多，锅炉本身也会有着一定的制约因素。

而通过智能控制技术，可全面分析锅炉运行过程中各方面参数，并将各项参与与规范指标进行对比分析，从而发现其中所存在的影响因素，并有针对性地对其中的影响因素进行控制，从而有效规避其对锅炉运行的影响，进而提升锅炉运行的有效性，保证电厂的运行效率。

智能控制技术应用阶段，主要利用单元安装过程中机组负荷控制装置实现对电厂智能控制技术，并将其优势最大程度的展现出来。

２．３　智能巡检技术
在当今电厂发展中，很多电厂广泛应用智能机器人实现电厂巡检工作，其中主要应用了定位技术、传感器技术、机器人技术、图像识别技术等先进技术，提高电厂检测的有效性。

另外，智能化技术飞速发展中，智能预警与诊断技术也被广泛应用到电厂的日常运行中，通过对振动信号的分析，能够准确判断出电厂设备的运行情况，再结合数据的研究，实现对电厂机械设备运行进行全面的评估。

及时发现电厂设备运行的故障隐患，再加上建立故障诊断专家库、故障类型分析库等方面的运用，从而实现对电厂运行进行智能诊断、预警，发现潜在的安全隐患或已经发生的故障，会及时将其数据传输至控制中心，以便于值班人员结合实际情况对电厂设备运行进行全面的处理，进而保证电厂运行的安全可靠性。

智能巡检技术的应用，不仅实现对电厂各类设备以及系统运行的巡检工作，同时也能够实现对各类数据的搜集、分类和处理等，再通过与数据库的连接，能够及时对运行数据进行对比分析，从而发现电厂运行的不足之处。

通信技术是智能巡检技术的重要组成部分，尤其是各类信息的采集、整理和传输中，通信技术起到关键性的作用。

在智能巡检终端选择方面，可以结合电厂的实际情况进行选择，例如，智能巡检系统的的相关组成特征如表１所示。

表１　智能巡检系统的相关组成特征表类别组成特征
系统结构数据服务器由１台或多台计算机和数据库管理系统软件共同构成了数据库服务器服务管理端采用Ｂ／Ｓ结构即浏览器和服务器结构
智能巡检器采用高性能手持工业无线智能ＰＤＡ
系统特点
管理新平台采用先进全新系统底层设计架构
分布式考核基于Ｂ／Ｓ结构，采用分布式管理组合权限设定
ＧＩＳ地理信息多种形式展现：管、图、标接近完美的角度呈现视觉效果
定位巡检导航采用卫星定位模式，并结合基站辅助定位功能
人员轨迹呈现复杂的几何计算精准呈现人员运行轨迹
盯防任务模式提供完整、周密的管理考核模式
隐患采集功能通过视频、图像、文字、声效准确记录现场情况
多模式数据上传实现对移动数据网络信号、无线ＷＩＦＩ网络信号随意切换及独立使用巡检考核报表灵活的巡检考核设置模式、强大的巡检报表功能
　结语
在信息时代飞速发展中，信息技术、智能技术等先进技术水平不断提高，推动了智慧电厂以及智能发电的发展进程。

在本文的研究中，笔者主要针对智慧电厂与智能发电的发展进行研究，同时结合自身对智慧电厂的了解，重点剖析其中所涉及到的关键技术，希望能够引起相关部门以及人员对智慧电厂发展的重视。

当然，在科学技术飞速发展中，也应加大对智慧电厂的技术投入和研究，不断提升电厂的运行水平。

参考文献：
［１］　大渡河大岗山水电开发公司“智慧电厂”设备一体化智能管控平台项目顺利通过验收［Ｊ］．四川水力发电，
２０１８，３７（６）：１４０．
［２］　李伟．智慧电厂建设与智能发电技术应用探讨［Ｊ］．自动化应用，２０１８（１１）：８２－８３＋８６．
［３］　丁向东，王力，刘俊蕾，等．基于移动物联技术的智慧电厂安全透视眼平台应用研究［Ｊ］．中国新通信，２０１８，２０（１６）：１３８．
［４］　潘卫东，武霞，潘瑞．智能电厂新技术应用现状及发展前景［Ｊ］．内蒙古电力技术，２０１８（３）．
［５］　张军召．浅析电力设备的智能化发展现状［Ｊ］．中国设备工程，２０１８（１１）．
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